Un grupo de investigación de la Universidad de Tokio ha demostrado mediante simulaciones por computadora que la mejora de las fluctuaciones en la estructura de un líquido juega un papel importante cuando un líquido se convierte en sólido cerca del punto de transición vítrea, una temperatura por debajo del punto de fusión. Este resultado aumenta nuestracomprensión del origen de la transición vítrea y se espera que arroje nueva luz sobre la estructura de los líquidos, que hasta ahora se pensaba que eran uniformes y aleatorios.
Normalmente, un líquido cambia a sólido cuando su temperatura desciende por debajo del punto de fusión. Sin embargo, algunos materiales permanecen líquidos incluso por debajo del punto de fusión, y finalmente solidifican con un enfriamiento adicional sobreenfriamiento en lo que se llama el punto de transición vítrea.A pesar de una intensa investigación a lo largo de los años, su mecanismo físico ha permanecido esquivo. Una posibilidad es que se desarrolle un orden estructural creciente en un líquido sobreenfriado al enfriarse, aumentando el tamaño de esa estructura y, por lo tanto, ralentizando la dinámica y conduciendo a la transición vítrea.
Debido a que la estructura de los líquidos que experimentan una transición vítrea está desordenada, fue difícil detectar las fluctuaciones de dicha estructura, pero recientemente se ha propuesto un nuevo método. Este método no depende del tipo de estructura líquida y ha atraído muchoatención, ya que puede permitir la extracción del tamaño de la estructura, que es clave para comprender la dinámica lenta, para todos los líquidos.
El grupo de investigación del profesor Hajime Tanaka y el investigador asociado del proyecto John Russo en el Instituto de Ciencias Industriales de la Universidad de Tokio solo pudieron recuperar la distancia de separación de dos partículas utilizando este método, encontrando en cambio que este método falla al extraerla correlación entre más de dos partículas correlaciones de muchos cuerpos que son clave para comprender la transición vítrea. En un líquido compuesto por partículas en forma de disco que no se deforman sin importar cuánta fuerza se aplique un líquido de disco duro,Es evidente que la dinámica del líquido está dominada por una estructura de celosía hexagonal que es imposible de extraer con este método.
"Estos hallazgos no solo respaldan el mecanismo físico propuesto por este grupo de que la dinámica vítrea lenta es una consecuencia del desarrollo de fluctuaciones estructurales en un líquido sobreenfriado, sino que también proporciona una nueva perspectiva de la fase líquida, que se creía uniformey aleatorio, y conduce a una comprensión más profunda de la naturaleza misma del estado líquido sobreenfriado ", dice el profesor Tanaka.
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Materiales proporcionado por Universidad de Tokio . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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